Het Energie A-B-C

Atomic ErnieVoor wie ze niet allemaal meer op een rijtje heeft: De belangrijkste energiebronnen onder elkaar gezet: alternatief èn conventioneel; veelbelovend en utopisch.

Aardgas, biomassa, ethanol, geo-thermisch, golfenergie, getijde-energie, kernfusie, kernsplitsing, steenkool, methaanhydraten, olie, waterkracht, waterstof, wind, zonnewarmte en zonne-energie Bekijk alle onderwerpen:

Aardgas

Aardgas is de schoonste minerale brandstof en kan dus een beetje van pas komen in de strijd tegen het broeikaseffect. [mvdv: hoewel het dus wèl CO2 doet vrijkomen]. Het aandeel ervan in het energiegebruik wereldwijd is 21%. De voorraden zijn groter dan die van olie, maar kleiner dan die van steenkool. De voorraden in Nederland zijn niet zomaar weg te cijferen, maar de vraag is of we de Waddenzee er wel voor willen riskeren…

Biomassa

biomassa.gif

Het verbanden van hout, landbouwafval en mest is de meest wijdverbreide bron van warmte voor koken en verwarming in de wereld. Het verbranden van voornamelijk hout bedreigt bossen in hun voortbestaan en is een bron van luchtvervuiling. Ook ethanol (zie aldaar) en biodiesel komen voort uit biomassa, maar zijn veel schoner.

In principe geld biomassa als CO2 neutraal, omdat de gewassen die verbrand worden de CO2 tijdens het groeien uit de atmosfeer hebben opgenomen. Echter, de verwerking ervan kost ook energie en bij slecht gecontroleerde verbrandingsprocessen komen broeikasgassen vrij.

Ethanol

Ethanol is de meest gebruikte vloeibare biobrandstof en word in Europa al door de conventionele benzine gemengd. Ethanol is de scheikundige naam voor alcohol. Het kan geraffineerd worden uit maïs, palmolie, soja en andere gewassen. Vooral in Brazilië word hiervoor suikerbiet gebruikt. Samen met biodiesel maakt ethanol wereldwijd 2% uit van de brandstoffen voor voertuigen.

Geothermische energie

Geothermisch betekend letterlijk: warmte uit de aarde. In IJsland, Oost Afrika en de Filippijnen word heet water uit de aardkorst gebruikt voor verwarming en opwekking van elektriciteit. Deze vorm van energie is echter vrijwel alleen ter beschikking in vulkanische gebieden. Het kan een belangrijke energiebron blijken, wanneer er een manier word gevonden om de warmte uit de aardkorst te winnen zonder dat er daar heet water ligt opgeslagen. In een Frans project word koud water 3 km de grond in gepompt, waarna het als stoom weer naar de oppervlakte komt.

Golf-energie

Golven zijn hoeveelheden water die op en neer gaan. Ook in deze beweging zit energie die bijvoorbeeld met boeien zou kunnen worden gewonnen. Vooralsnog zijn er vooral veel prototypes, die echter het probleem van de onvoorspelbare en soms slopende kracht van de golven niet hebben weten op te lossen.

Getijde-energie

Bij deze vorm van energie wordt het verschil in waterstand tussen eb en vloeg benut. Tijdens vloed laat men water in een bassin lopen en tijdens eb laat men het water weer terug vloeien. Zowel op de heenweg als op de terugweg kan het water een turbine aandrijven. Dit is een zeer voorspelbare bron voor groene stroom die in gebieden met grote getijde verschillen een grote bijdrage leveren. Vrijwel ongeschikt voor de Nederlandse situatie, maar in Engeland zou goed kunnen zijn voor 10% van de energie-opwekking.

Kernfusie

De straling van de zon vind zijn oorsprong in de kernfusie die er plaatsvindt: kleine atomen botsen tegen elkaar op en vormen zwaardere atomen waarbij energie vrijkomt. (Twee bijzondere soorten waterstof-atomen fuseren na botsing tot een helium-atoom). Men is nu 50 jaar bezig dit proces na te bootsen op aarde zodat het kan dienen als energiebron, maar het is nog niet gelukt het rendabel in te zetten.

Kernsplitsing

Met kernerenergie wordt vrijwel altijd kernsplitsing bedoeld, een technologie die voortgevloeid is uit het ontwikkelen van atoomwapens. Zware atoomkernen worden gesplitst in lichtere kernen, waarbij een grote hoeveelheid energie vrijkomt. Kernsplitsing maakt 6% uit van de mondiale energiemix en is de belangrijkste energiebron in Frankrijk. Sinds de ramp met de kerncentrale in Tjernobyl is kernsplitsing min of meer in de ban gedaan, hoewel het de laatste tijd weer opduikt als onderwerp van politieke discussie. Bezwaren tegen kernenergie zijn ondermeer:

  • Bouw, onderhoud en draaiend houden van een kerncentrale vergt grote investeringen
  • Er is geen goede oplossing voorhanden voor het afval dat tot duizenden jaren gevaarlijk blijft
  • De angst bestaat dat de gevaarlijke technologie in verkeerde handen valt en voor minder vreedzame doeleinden word gebruikt.
  • Uranium, de brandstof voor kerncentrales, kan in de nabije toekomst schaars worden.

Steenkool

Van alle minerale brandstoffen, komt steenkool het meest in de aarde voor. De voorraden zijn misschien wel tien keer zo groot als die olie en gas tezamen. Steenkool word veel gebruikt in elektriciteitscentrales en zorgt voor 22% van de mondiale energievoorziening. Kolen zijn echter ook de smerigste brandstof, maar in de Noord Amerika en Europa worden de schoorsteengassen gefilterd. Het valt te verwachten dat binnen 10 jaar oude koolmijnen worden gebruikt om broeikasgas (CO2) in te “begraven”.

Methaan-hydraten

methane-hydrate.gifIn gebieden met permafrost en in sedimenten in ondiep oceaanwater, kunnen methaan-hydraten voorkomen. Dit is vaste stof, waarin methaan gevangen zit in een rooster van water-moleculen. Wanneer het methaan hierin in de atmosfeer terecht komt, draagt het bij aan het broeikaseffect. Wanneer het ons echter lukt het methaan te winnen, kan het dienen als een nieuwe bron van minerale brandstof. Zie ook: http://geology.usgs.gov/connections/mms/joint_projects/methane.htm en http://nl.wikipedia.org/wiki/Hydraat

Olie

oil.jpgOlie is ’s werelds belangrijkste energiebron en wordt vooral verstookt in voertuigen en in sommige energiecentrales. Het wordt nu al algemeen aangenomen dat de olieproductie niet meer kan toenemen. De reden hiervoor is dat de meest rendabele olievelden reeds geëxploiteerd zijn en dat we onze toevlucht moeten nemen tot steeds moeilijker te winnen voorraden. Het aanbod van olie neemt dus af, terwijl de vraag ernaar alleen maar zal toenemen, vooral nu de welvaart in landen als China zo snel toe neemt. De belangrijkste voorraden olie liggen in het politiek onstabiele Midden Oosten – alles bij elkaar een succesformule voor ellende…

Waterkracht (hydroelectric)

tev.jpgWaterkracht is verbluffend eenvoudig en is voor de eigenaar van zo’n centrale een regelrechte “money make machine”. Leg een stuwdam aan in een bergrivier en laat het water uit het stuwmeer door een turbine stromen. De turbines leveren elektriciteit die nagenoeg gratis is en helemaal schoon. Waterkracht is dan ook verantwoordelijk voor 5% van de energievoorziening op aarde en zelfs voor 10% van de elektriciteitsvoorziening. Jammer is alleen dat we onderhand wel alle goede plekken benut hebben en dat we hier dus weinig uitbreiding meer kunnen verwachten. Een belangrijk nadeel van waterkracht is dat de stuwmeren de ecosystemen rond de rivier verstoren of zelfs vernietigen, vruchtbaar land onder water laten lopen en miljoenen mensen hebben doen vluchten. Kleinschalig gebruik van waterkracht word echter steeds populairder en kan de bevolking van afgelegen gebieden op eenvoudige wijze toegang tot elektriciteit geven. [mvdv: ik heb hier een kanttekening bij, zie “reacties”]

Waterstof (hydrogen)

hydrogen.jpgWaterstof zèlf is geen energiebron, omdat we waterstof nergens kunnen winnen. Het is net als de batterij een energiedrager, die echter als basis wordt gezien voor een toekomstige – schone – economie: de waterstofeconomie. In dit toekomstbeeld wordt waterstof gecreëerd met behulp van duurzame energiebronnen (zoals windmolens en zonnecellen), getransporteerd in tanks en leidingen en met behulp van brandstofcellen omgezet in elektriciteit en warmte. De benodigde technologie bevind zich echter nog in een pril stadium van ontwikkeling.

(oil shales and tar sands)

Nu de olievoorraden opraken, zouden deze voorraden teer en bitumen de belangrijkste bron van minerale brandstof kunnen worden. De bijdrage hiervan aan het broeikaseffect is echter veel groter dan die van olie, gezien de grote hoeveelheid energie die gestoken moet worden in de winning.

Wind

In bewegende lucht (wind) zit energie die je kan winnen met behulp van windmolens. Windenergie is erg goedkoop en het gebruik ervan groeit met 30% per jaar. Klinkt indrukwekkend, maar zelfs met deze forse groei is het aandeel van windenergie in de elektriciteitsvoorziening nog maar 1%. De onvoorspelbaarheid van de wind zorgt voor onvoorspelbaarheid in de elektriciteitproductie van windmolens. Energiebedrijven moeten echter altijd precies aan de vraag naar elektriciteit kunnen voldoen en kunnen zich niet teveel schommelingen in de productie veroorloven. Er moet dus een manier gevonden worden om elektriciteit “op te kunnen slaan”. Waterstof is één van de kandidaten hiervoor. [mvdv: waterkracht ook. Zie “reacties”]. Vanuit de samenleving is er een groeiende weerstand tegen windenergie vanwege de “landschapsvervuiling”. Een oplossing hiervoor is het off-shore plaatsen van windmolenparken met als bijkomend voordeel dat het op zee harder waait.

Zonneenergie – warmte

De zon geeft warme en die kan eenvoudig gebruikt worden door platte watertanks op het dak te plaatsen die warm water voor de douche en de verwarming leveren. Relatief nieuw en onbekend is het gebruik van spiegels om de zonnewarmte te concentreren in buizen met olie en die te gebruiken om stoomturbines mee aan te drijven!

Zonneenergie – fotovoltaïsch

Photovoltaïsch (pv) betekent “elektriciteit uit licht” en duidt op het gebruik van zonnecellen (pv-cellen) voor de opwekking van energie. De cellen zijn in eerste instantie uitgevonden voor gebruik in satellieten, maar worden ook op aarde meer en meer toegepast naarmate de technologie goedkoper wordt. De cellen vergen een relatief groot oppervlak om genoeg energie te leveren en zijn vooral geschikt voor kleinschalige, locale opwekking van energie, vooral op plekken die niet aangesloten zijn op het elektriciteitsnet.

Er zijn twee trends waarneembaar. Eén trend richt zich op high-tech pv-cellen die efficiënter worden door gebruik van zeldzame metalen. Deze worden bijvoorbeeld in de NUNA toegepast. De andere trend is het gebruik van relatief inefficiënte maar goedkope en breed toepasbare cellen in muren, daken en misschien zelfs ramen! De ontwikkeling van buigbare zonnecellen en “organische” zonnecellen past hierin.

Disclaimer

Dit artikel is een vertaling (en in mindere mate een bewerking) van “Special Report Energy and Fuels | A to Z: Energy and Fuels” van NewScientist. Op sommige plekken is zonder nadrukkelijk commentaar extra informatie toegevoegd. Persoonlijk commentaar is via een noot in “reacties” ondergebracht of voorzien van het label [mvdv:…] . Illustraties toegevoegd door redactie met bronvermelding.

This articel is an translation into Dutch of “Special Report Energy and Fuels | A to Z: Energy and Fuels” by NewScientist. Some information has been added without explicit mentioning. Personal notes are added as an “reaction” to the article or labeled with [mvdv:…] Illustrations added with a note of the source in the image.

 

Advertenties

5 Responses to Het Energie A-B-C

  1. mvdv schreef:

    Waterkracht en ecosystemen

    Het effect van waterkracht op ecosytemen hoeft niet zo dramatisch te zijn als het met beleid wordt toegepast. Zo kunnen er bijvoorbeeld meerdere kleine stuwmeren worden aangelegd in plaats van één grote, waarmee de impact dramatisch verkleint word. Ook kan de waterstand in de rivier onder het stuwmeer nog steeds geregulierd worden, ondermeer door een deel van het water in het stuwmeer ongebruikt door te laten stromen. In Scandinavie zijn de regels hieromtrent zeer streng.

    Windmolens en electriciteitsvoorziening

    Het probleem van windenergie zijn de onvoorspelbare schommelingen in de productie. Waterkrachtcentrales kunnen zeer snel capaciteit bij- en afschakelen (dit is een kwestie van minuten itt tot uren voor kolencentrales). Daardoor kunnen deze goed dienen als “buffer” voor windenergie. Een andere optie is de schommelingen in sommige toepassingen voor lief te nemen: hoogovens en alumiumsmelters voelen een dipje in het aanbod niet, vanwege de erorme warmtecapaciteit.

  2. peter schreef:

    de schommelingen zijn toch op te vangen door een combinatie van wind- en zonnengerie!

  3. mvdv schreef:

    Mwa, dat is niet gezegd. Windenergie is nu eenmaal zeer grillig. Als je alleen maar wind en zonne-energie hebt als energiebron en geen buffering, heb je te weinig energie op bewolkte, windstille dagen en te veel op een zomerse dag met fantastisch zeilweer! Maar, wat erger is, het “grid” kan een piek niet zomaar even ondervangen als een windvlaag komt of een “dip” als de wind onverwacht gaat liggen: de conventionele centrales zijn daar te traag te voor. Op zo’n moment moet je ergens extra energie vandaan halen om aan de vraag te voldoen. Lukt dat je niet, dan zakken de spanning en de frequentie op het stopcontact. Of wil je een paar gigawatt aan reserve capaciteit bouwen met windmolens? Dat kan natuurlijk, maar dan is het mischien meer kosteneffectief om een draadje naar Noorwegen of Zweden te trekken voor dat geld…

    Maar, Nederland is natuurlijk niet het enige land met windwolens. Wanneer de europesche netwerken goed op elkaar afgestemd zijn, kan een windvlaag in Nederland mooi een luwte in Normandië compenseren. De effecten zullen elkaar afvlakken over een oppervlakte zo groot als Europa.

  4. stefaan schreef:

    groeten van een zonne _energie gebruiker

  5. Johng381 schreef:

    I was very pleased to discover this website. I wanted to thank you for your time for this fantastic read!! ecdgeecbadeb

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

%d bloggers liken dit: